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一、方案背景

房屋建筑安全是人們生產、經營、居住、學習、娛樂等經濟生活和人身安全的基本保證。近年來，房屋安全事故頻發，造成了人員傷亡和極大財產損失。因此，在保護居民的人身安全和財產安全方面，房屋建筑安全管理就顯得尤為重要。但是，我國當前對房屋建筑安全的管理還有很多不足和問題。現如今，我國有越來越多的房屋過于老舊，早期建設的房屋在結構設計方面可能存在缺陷，建設過程中也可能因監管不到位導致偷工減料，再加上房屋在使用過程中也會受到材料老化、非法改建、地質活動等因素影響，有一大部分房屋已經到了自身的使用壽命。 當前，我國對房屋安全的鑒定大多采用傳統的人工定期觀察和測量方式。在檢測技術與手段不斷創新的過程中，尤其是與電子信息、物聯網技術相結合后，房屋建筑的安全管理與監測的工作效率也得到了顯著提升。通過結合危房監測的需求對結構健康自動化監測系統進行設計，實現對房屋地基不均勻沉降、房屋基礎結構損壞、結構變形等現象進行長期在線監測，實時掌握房屋結構的變形和重要結構損壞情況以及變化趨勢。二、系統組成

房屋結構安全監測系統是對房屋沉降、傾斜、裂縫等影響房屋結構安全的數據指標進行全天實時在線的監測系統，采用層次化設計方法，可分為感知層、采集層、云端層和交互層。將各類傳感器設備安裝在房屋各關鍵部位進行實時監測，數據接入到采集設備，采集設備初步運算后通過4G無線網絡將數據輸出到云服務器，云服務器將數據進行分析處理后下發到后端監測平臺，實現數據協同、及時預警、問題可控的信息自動化監測預警系統。 房屋建筑結構安全自動在線監測系統架構如下圖所示，其主要由感知層、數據采集層、傳輸通信層、云平臺及移動終端組成。感知層：主要完成待監測物理量的信號轉換，其由多種類型智能傳感器構成，主要在房屋墻角、墻體、屋頂、房屋地基等重點位置安裝各類傳感器（包括傾角傳感器、裂縫計、靜力水準儀等），數據采集層主要負責數據采集，將感知層轉換后的電信號轉換成數字信號，以方便數據遠距離傳輸。

傳輸通信層：負責采集層與云平臺之間通信及數據傳輸，數據傳輸方式主要有有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸通過光纖、網線經網關將數據發送到云平臺及云平臺數據下發；無線傳輸主要通過2G/3G/4G/5G將數據傳輸到云平臺及云平臺數據下發。

應用層：負責數據信息化管理，如控制指令下發和數據接收、多傳感器數據融合分析、結果展示、預警等。預警信息通過短信或郵件及時發送到相關管理人員，并提示后臺及時對結構當前狀態進行安全評估。三、系統功能

■24 小時實時監測：對房屋傾角傳感器、裂縫計、靜力水準儀等全自動化在線監測，實時掌握房屋整體施工/運行的安全狀態、從整體上把握房屋健康和安全狀態。 ■多重分級預警：數據異常時，系統會觸發相應三級報警機制，第一時間以短信、傳真、廣播等形式通知用戶，讓負責人第一時間知曉現場有異常情況。

■數據分析統計：云端接收到前端監測數據后，可自動對監測數據進行實時數據分析、處理、描繪變形曲線圖，初步對監測結果進行預測，并可生成報表。

■應急預案處理：從專家庫直接提取相應處理辦法，及時采取人員介入、封鎖房屋等辦法，將安全隱患消除在萌芽狀態。■項目管理：根據需求建立或管理相應工程項目，同時對結構物、現場采集終端和傳感器的參數進行設置；結構物的監測配置；設備管理等。

■應力應變監測：關鍵受力部位可能會產生裂縫，裂縫的發展趨勢是判斷結構承載能力的重要值，通過安裝磁電式傳感器，可以完成對房屋結構的長期監測。

■遠程查詢：可根據現場要求，遠程無線傳輸至服務器，支持網頁端和手機端隨時查詢現場數據。

■行業規范標準形成：制定出適合結構健康監測的安全評價標準體系，形成行業標準規范。

四、云平臺

云服務器部署在云端，采用B(瀏覽器)/S(服務器)模式，可以購買阿里云或者騰訊云服務，也可以自建服務器，硬件要求根據配隧道監測數量而定，房屋結構安全自動在線監測系統云平臺由自己開發，具有完全自主知識產權，其主要功能是控制系統各個模塊自動運行，接收、顯示、保存、查詢、打印報警信息，系統主要功能：房屋沉降監測管理功能、房屋監測地圖信息、房屋監測傳感器、系統設備信息、視頻圖像信息、預警信息查詢、集成深部位移監測信息查詢、發布信息設置、開放平臺接口。五、系統價值

利用物聯網傳感技術，將結構健康監測與物聯網結構體系、云計算、局域網/通訊網等多網無縫連接技術、海量節點數據并行職能處理等技術結合，建立完整的結構安全監測系統。針對不同類型房屋結構，通過系統全面房屋結構安全監測系統，對房屋當前健康狀態進行評估，制訂合適的維護策略，提高房屋結構的運營狀態，確保房屋結構的安全性與耐久性，延長房屋結構的服務年限。這是互聯網+的時代產物，也是監測行業發展的趨勢。監測傳感器也將在建筑物安全監測方面繼續努力，為保障人們的生命財產安全保駕護航。